[發(fā)明專利]一種圓弧刃金剛石刀具刀尖材料的均勻去除方法

有效

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• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN112605720B
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張瑞濤;孫濤;宗文俊;劉天睿
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B24B3/00
• 分類號: B24B3/00;B24B47/20;B24B41/06;B24B49/00
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

一種圓弧刃金剛石刀具刀尖材料的均勻去除方法，屬于超精密制造裝備技術(shù)領(lǐng)域。主要包括如下步驟：S1.建立圓弧刃金剛石刀具刀尖的研磨裝置；S2.將刀柄水平安裝在刀架上；S3.調(diào)整主軸部件的俯仰角度和刀具的高度；S4.操作粗進給部件帶動刀具逼近砂輪研磨盤；S5.操作粗進給部件進給刀具完成粗磨工作；S6.控制微進給部件完成刀具精磨工作；S7.若微進給部件無法繼續(xù)向砂輪研磨盤方向進給，重復(fù)S6；S8.觀察刀具圓弧是否滿足要求，選擇重復(fù)S6和S7或者完成研磨工作。本發(fā)明以金剛石刀具性能和刀具研磨技術(shù)為基礎(chǔ)，為解決圓弧刃金剛石刀具刀尖材料均勻去除問題，改善刀具圓弧刃的加工質(zhì)量邁出了探究性的一步。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于超精密制造裝備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種金剛石刀具材料去除方法。

背景技術(shù)

單點金剛石刀具切削技術(shù)起源于上世紀(jì)中期的美國，現(xiàn)已發(fā)展成為超精密加工中一種不可缺少的技術(shù)手段，并廣泛應(yīng)用于超精密鏡面零件、具有復(fù)雜微小表面結(jié)構(gòu)零件、超精密光學(xué)零件等加工過程。其可以通過一次切削完成最終的加工，代替了傳統(tǒng)的由粗到精再到超精的加工過程，可以避免工件多次裝夾造成的誤差，具有廣闊的發(fā)展前景。

隨著對超精密加工零件的質(zhì)量要求越來越高，加工所需要的金剛石刀具的質(zhì)量相應(yīng)地也需要被提高，當(dāng)要求被加工表面粗糙度小于5nm，需要使用切削刃鈍圓半徑小于70nm的圓弧刃金剛石刀具。對于圓弧刃金剛石刀具，其刀尖圓弧的波紋度也是零件加工表面質(zhì)量的決定性因素，尤其是在加工曲面零件時，其圓弧刃上每段刀刃都要用于零件加工，因此刀尖圓弧曲率的高度均一性，可以保證零件表面的高精度。機械刃磨法是目前公認(rèn)的，金剛石刀具加工工藝中高效率，低成本，操作簡便且適用性最廣的一種金剛石刀具加工方法，該方法要想加工出低波紋度的圓弧刃金剛石刀具，在研磨刀具刀尖圓弧的過程中，要盡量保證刀具材料隨著時間被均勻去除。

由于金剛石晶體的各向異性，其不同晶面以及同一晶面不同晶向的機械性能差異明顯。而在使用傳統(tǒng)的機械刃磨法加工圓弧刃金剛石刀具的過程中，刀尖晶體與機械研磨盤之間接觸方向的變化是不斷發(fā)生且不可避免的，這會導(dǎo)致刀具的材料去除率隨著研磨方向的改變而不斷變化。然而，要想獲得超低刀尖圓弧的波紋度的圓弧刃金剛石刀具，刀具刀尖材料的均勻去除是其加工過程的必要條件。目前國內(nèi)外的研究人員普遍采用恒定的工藝參數(shù)研磨圓弧刃金剛石刀具，受到刀具材料去除不均勻性的制約，加工出的刀具的質(zhì)量一直無法得到進一步的提高。如何解決這一問題，是突破圓弧刃金剛石刀具加工質(zhì)量的關(guān)鍵，所以需要可以解決該問題的圓弧刃金剛石刀具刀尖材料的均勻去除方法。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有的技術(shù)空缺，本發(fā)明提供了一種圓弧刃金剛石刀具刀尖材料的均勻去除方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種圓弧刃金剛石刀具刀尖材料的均勻去除方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1.建立圓弧刃金剛石刀具刀尖的研磨裝置；

S2.將刀具焊接到刀柄上，并將刀柄水平安裝在研磨裝置的刀架上；

S3.調(diào)整研磨裝置的主軸部件的俯仰角度與需要被研磨的刀具后角一致，并調(diào)整刀柄在刀架上的高度，使金剛石刀片與研磨裝置的砂輪研磨盤的中心在同一水平線上；

S4.操作粗進給部件帶動刀具逼近砂輪研磨盤；

S5.操作粗進給部件進給刀具完成粗磨工作；

S6.控制微進給部件完成刀具精磨工作；

S7.若微進給部件9無法繼續(xù)向砂輪研磨盤5方向進給，重復(fù)S6的過程，直至完成金剛石刀具的精磨工作；

S8.觀察刀具圓弧是否滿足要求，若不滿足，重復(fù)S6和S7，直到刀具精度達到要求，啟動粗進給部件10完成刀具退刀工作，拆卸刀具，主軸停轉(zhuǎn)。

本發(fā)明的有益效果在于：